A csillagászok megfejtik a FU Orionis drámai, 1936-os felrobbanásának rejtélyét

Alma A FU Orionis megfigyelései rávilágítanak arra, hogy egy múltbéli gázáramból származó gravitációs akkréció miként okoz hirtelen kivilágosodást a fiatal csillagokban, megvilágítva a csillag- és bolygóképződési folyamatokat.

Az Orion csillagkép szokatlan csillagcsoportja felfedte titkait. A FU Orionis, egy kettős csillagrendszer, először 1936-ban keltette fel a csillagászok figyelmét, amikor a központi csillag hirtelen a szokásosnál 1000-szer fényesebb lett. Ilyen, a haldokló sztároktól elvárható viselkedés még soha nem volt látható egy olyan fiatal sztárnál, mint Vo Orionis.

Ez a furcsa jelenség ihlette az azonos nevű csillagok új osztályozását (FUor Stars). A csillagok hirtelen felvillannak, felrobbannak, majd sok év után újra elhalványulnak.

Ma már érthető, hogy ez a fényesség azért van, mert a csillagok a gravitációs akkréción keresztül nyernek energiát a környezetükből, amely a csillagokat és bolygókat alkotó fő erő. Az azonban, hogy ez hogyan és miért történt, rejtély maradt – egészen mostanáig, köszönhetően az Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) csillagászoknak.

Áttörő jegyzetek az ALMA-val

A FU Ori közel 100 éve zabálja fel az anyagokat, hogy fenntartsa a kitörését „Végre megtaláltuk a választ arra, hogy ezek a fiatal csillagok hogyan töltik fel tömegüket” – magyarázza Antonio Hales, az ALMA Észak-Amerikai Regionális Központ igazgatóhelyettese és egy tudós. a Nemzeti Csillagászati ​​Obszervatóriumban, Al-Radawiban, ennek a kutatásnak a vezető szerzőjében, amely április 29-én jelent meg Astrophysical Journal. „Először van közvetlen megfigyelési bizonyítékunk a robbanásokat tápláló anyagokról.”

Nagyítson rá a FU Ori bináris rendszerre és annak újonnan felfedezett akkumulátorára. A művész benyomása azt mutatja, hogy az újonnan felfedezett streamer folyamatosan táplálja a masszát a héjból a bináris rendszerbe. Jóváírás: NSF/NRAO/S. Danilo

Az ALMA megfigyelései hosszú, vékony szén-monoxid-áramot mutattak ki a FU Orionisra. Úgy tűnik, hogy ez a gáz nem tartalmaz elegendő üzemanyagot ahhoz, hogy ellenálljon a jelenlegi robbanásnak. Ehelyett úgy gondolják, hogy ez az akkréciós áramlás egy sokkal nagyobb, korábbi jellemző maradványa, amely ebbe a fiatal csillagrendszerbe esett.

„Lehetséges, hogy a múltban egy nagyobb gázárammal való kölcsönhatás destabilizálhatta a rendszert, és növelte a fényerőt” – magyarázza Hales.

Előrelépések a csillagkeletkezés megértésében

A csillagászok többféle ALMA antenna konfigurációt használtak a FU Orionis által kibocsátott különböző típusú sugárzások rögzítésére, és a csillagrendszerbe irányuló tömegáramlás észlelésére. Új numerikus módszereket is beépítettek a tömegáram kumulatív áramlásként való modellezésére és tulajdonságainak becslésére.

„Összehasonlítottuk a megfigyelt szerkezet alakját és sebességét a zuhanó gázok kaszkádjából várhatóakkal, és a számoknak volt értelme” – mondja Ashish Gupta, Ph.D. jelölt az Európai Déli Obszervatóriumban (Eso), és e munka társszerzője, aki kidolgozta a kumulatív emissziós eszköz modellezésére használt módszereket.

Nagyítson rá a FU Ori bináris rendszerre és annak újonnan felfedezett akkumulátorára. A művész benyomása azt mutatja, hogy az újonnan felfedezett streamer folyamatosan táplálja a masszát a héjból a bináris rendszerbe. Jóváírás: NSF/NRAO/S. Danilo

„Az egyetlen műszerrel felfedezhető szögskálák tartománya valóban figyelemre méltó” – teszi hozzá Sebastian Pérez, a Santiago de Chile-i Egyetem (USACH) munkatársa. „Az ALMA átfogó képet ad a csillag- és bolygóképződés dinamikájáról nagy molekulafelhők, amelyekben csillagok százai születnek, egészen a Naprendszerek leggyakoribb mérőszámaiig.” , a Millennium Nucleus of Young Exoplanets and Their Moons (YEMS) chilei igazgatója és a kutatás társszerzője.

Ezek a megfigyelések a FU Orionis lassan mozgó szén-monoxid-áramlását is feltárták. Ez a gáz nem kapcsolódik a közelmúltbeli robbanáshoz. Ehelyett más protostelláris objektumok körül megfigyelt kiáramlásokhoz hasonlít.

Hales hozzáteszi: „Azáltal, hogy megértjük, hogyan keletkeznek ezek a furcsa csillagok, megerősítjük azt, amit tudunk a különböző csillagok és bolygók kialakulásáról a feltörekvő csillagok és az általuk alkotott bolygók.

„A FU Orionist a 2012-es első ALMA-megfigyelések óta tanulmányozzuk” – teszi hozzá Hales. Nagyon jó, hogy végre választ kaptunk.

Hivatkozás: A. S. Hales, A. Gupta, D. Ruíz-Rodríguez, J. P. Williams, S. Pérez, L. Cieza, C. González-Ruilova, J. E. „Detection of a slow-angle accretion and jet device around FU Orionis” Pineda, a. Santamaria-Miranda, J. Tobin, B. Weber, Z. Zhou és A. Zorlu, 2024. április 29. Astrophysical Journal.
doi: 10.3847/1538-4357/ad31a1